کارشناسی ارشد رشته  مهندسی برق قدرت

موضوع پايان نامه :

تخمین الاستیسیته­‌ی قیمت برق با استفاده از شبکه عصبی

ارائه دهنده:

مهدی خانجانیان پاک

استادراهنما:

دکتر علیرضا حاتمی- دکتر علی دیهیمی

اساتید داور:

دکتر محمدحسن مرادی – دکتر عباس رمضانی

 

زمان :  ۱3/۱1/۹۴    ساعت  10 صبح

مکان: سالن آمفی تئاتر

چكيده:

صنعت برق سال­ها به عنوان یک خدمت عمومی تلقی می­شد بنابراین انحصاری و غیررقابتی بود، اما امروزه دیگر چنین نیست. درقرن بيستم مصرف­كنندگان براي خريد انرژي الكتريكي، درانتخاب فروشنده اختياري نداشتند و بايد برق را از بنگاهي انحصاري كه ناحيه­ی مصرف آن­ها را تغذيه مي­كرد مي­خريدند. در دهه­ی 80 ميلادی برخي اقتصاددانان تأكيد كردند كه اين مدل به پايان عمر خويش رسيده است. آنها انحصار را عامل بازدارنده و باعث كاهش انگيزه­ی بهره­برداري بهينه و موجب سرمايه­گذاري غيرضروري عنوان كردند از سوي ديگر، به سبب وابستگي نزديك بنگاه­هاي عمومي به بدنه­ی دولت، سياست در اقتصاد تأثيرگذار بود. اين اقتصاددانان پيشنهاد دادند اگر توليد برق به جاي اتكا بر مقررات انحصاري يا سياست­هاي دولتي، بر نظام بازاری مبتني گردد، مصرف انرژی بهینه شده و باعث منفعت اقتصادي همگان خواهد شد. اين پيشنهاد در بستر مقررات زدايي عمومي در اقتصاد غرب، در اواخر دهه­ی­ 70 مطرح شد و بازار برق به عنوان مکانی برای خرید و فروش انرژی بین مصرف­کنندگان مستقل ­و تولیدکنندگان انرژی توسعه پیدا کرد و صنایع برق جهان را­ در دو دهه­ی گذشته با دگرگونی­های ساختاری بنیادینی همراه کرد. از جمله­ی این دگرگونی­ها به­ آشکارسازی قیمت­ها، با هدف واقعی شدن نرخ برق و اصلاح الگوی مصرف می­توان اشاره کرد.

بازاری شدن برق به عنوان یک کالا، سبب به­کارگیری روش­های مختلف قیمت­گذاری شده است تا به بهترین شکل ممکن، الگوی مصرف انرژی، بهینه و کنترل شود. قیمت برق درساعات مختلف روز متغیر است این موضوع به دلیل تغییر بار مورد نیاز سیستم در دوره­ها و ساعات مختلف و همچنین تغییر در ظرفیت موجود تولید و خطوط انتقال می­باشد. به طور مثال درساعات پرباری برای تامین توان می­بایست از واحدهای گرانتر نیز استفاده نمود که این مهم سبب افزایش قیمت بازار خواهد شد و انتظار می­رود که مصرف برق با افزایش قیمت آن، کاهش پیدا کند اما مصرف­کنندگان همواره به تغییرات قیمت برق عکس­العمل یکسانی نشان نمی­دهند. به عبارت دیگر برخی بارها به قیمت برق حساس بوده و با تغییر آن، به­سرعت واکنش نشان می­دهند. در مقابل، برخی بارها نسبت به تغییرات قیمت برق، حساسیت کمتری دارند. بنابراین با تعریف کمیتی به نام الاستیسیته­ی مصرف برق به قیمت آن یا به اختصار، الاستیسیته (حساسیت یا کشش)، پتانسیل تغییرات بار مصرفی در مقابل تغییرات قیمت آن بررسی می­شود. درتخمین و بررسی الاستیسیته، اقتصاددانان این کمیت را به صورت درصد تغيير در مقدار تقاضا، تقسيم بر درصد تغيير در قيمت آن، تعريف و مورد استفاده قرار مي­دهند. در واقع الاستیسیته­­ بیانگر آن است که به ازای یک درصد تغییر در قیمت کالا، چند درصد تغییر در مصرف یا تقاضای کالا صورت می­گیرد و حساسیت تقاضای کالا به قیمت آن­را نشان می­دهد. در این پایان­نامه با استفاده از شبکه­های عصبی، الاستیسیته تخمین و بررسی شده است. از آنجایی که داده­های مصرف برق و قیمت آن، به صورت ساعتی استفاده شده، بنابراین الاستیسیته نیز به صورت ساعتی برای 24 ساعت شبانه­روز و به صورت ثابت و دینامیکی (وابسته به نقطه­ی کار) تخمین زده شده است. همچنین به منظور بررسی الاستیسیته­ی متقابل، داده­ها در سه بازه­ی پرباری، میان­باری و کم­باری تقسیم­بندی و نتایج آن تحلیل شده است. شبکه­های عصبی استفاده شده دراین پایان­نامه، MLP و موجک (Wave-Net) می‌باشند. درتخمین الاستیسیته­‌ی ثابت، توابع فعال­ساز خطی و درتخمین الاستیسیته­ی دینامیکی، توابع فعالساز لوگسیگ و موجک، به­کار گرفته شده­اند. استفاده از تبدیل موجک در تفکیک تابع مصرف به چند زیر تابع مستقل، از جمله کارهای جدید انجام شده می­باشد. نتایج حاصل از این پایان­نامه، کمک شایانی به برنامه­ریزان بازار برق می­کند تا در تصمیمات­ خود جهت تنظیم قیمت برق، از میزان انعطاف­پذیری و پاسخگویی بارها به سیگنال­های قیمتی، اطلاع داشته باشند.

واژه‌­های کلیدی: بازار برق، الاستیسیته، شبکه­­ی عصبی MLP، شبکه­‌ی عصبی Wave-Net

 

Abstract:

The electricity industry had been considered as a public service for many ages, so it was exclusive and uncompetitive. Today, it is not like that anymore. In the twentieth century, there was no election for buying electrical energy, and consumers had to purchase electricity from the restricted institutes which biased the vicinity. In eighties decay, some economists emphasized on the end of this model. The “exclusivity” was related by them as the arrested factor for decreasing motivation in optimized exploitation. Furthermore, economics was affected by politics because of government’s body. They suggested to produce electricity based on marketing system instead of restrictive or governmental systems. These economists believed that energy using would be optimized and every one would benefit economically as a result. This proposal was stated in the late of seventieth decay in the west, and electricity market expanded as a position for buying and selling energy between individual consumers and energy producers. So, the universe electrical industries modified fundamentally in the two recent decays. Actual cost of electricity, detecting prices and reforming of consumption schema are some of advantages. The rate of electricity varies during a day by reason of changes of system demanding load at different periods and hours. And it also changes in capacity of production and transportation. For instance, at peak hours, since the cost of bazaar will increase, it is necessary to use more expensive units. Although we expect less electricity consumption because of rising the rates, consumers do not always respond to the difference of prices analogously. In other words, some loads are more sensitive to the electricity cost variation than the others, hence, they react in haste. Therefore by defining a quantity as “the elasticity of electricity per the rate”, or briefly “the elasticity”, the potential of spent load changes is surveyed in comparison with the price variation. Economics apply this quantity as “the alteration percentage of request per variation in price”. Indeed, elasticity illustrates how the consumption of a good -or the request- varies after one percent alteration in cost. It also shows the request sensitivity in contrast to the price. In this thesis, the elasticity was estimated by means of Neural-Network . Since the elasticity consumption data and their price were hourly, elasticity was calculated consistently and dynamically for each hour of a day. Moreover, in order to considering cross elasticity, data were analyzed in three different ranges: peak, off-peak and shoulder. MLP and Wave-Net were used as the Neural-Network in this thesis. Activation-Linear-Functions and Activation-Logsic-Wavelet-Functions, were operated for calculating constant elasticity and estimating dynamic elasticity in order. One of the recent works in this project is using of Wavelet-Transform to divide the demand function to Multi-Independent-Functions. The result of this thesis helps to power market controller energy to make the best decision according to flexibility of loads and their demand response to price signals.

Key Words: Power Markets, Elasticity, MLP Neural-Network, Wave-Net.

 

 

رزومه

 

 

 

1- مشخصات فردي :                                                                                                                                          Personal Details
	تاریخ تولد : 10/۰۹/۱۳۶7	نام :  مهدی  نام خانوادگی:  خانجانیان پاک
	محل تولد: همدان	نام پدر : صیف الله
تلفن تماس: ۰۹183122565	نشانی محل سکونت: همدان- خیابان شریعتی- کوچه فقیر زاده
پست الکترونیکی: m.pak1367@yahoo.com	تلفن تماس ضروری: ۰8132521317

 

2- سوابق تحصيلي :
پایان نامه	معدل	شهر محل تحصیل	نام واحد آموزشی	مدت تحصیل		گرایش	رشته تحصیلی	مقطع تحصیلی
				تا	از
بررسی حوادث غیر مترقبه در سیستم­های قدرت	40/15	همدان	دانشگاه بوعلی سینا	۱۳۹۲	۱۳۸۸	قدرت	مهندسی برق	لیسانس
تخمین الاستیسیته­ی قیمت برق با استفاده از شبکه عصبی	23/16	همدان	دانشگاه بوعلی سینا	۱۳۹۴	۱۳۹۲	قدرت	مهندسی برق	فوق لیسانس